Хордовые животные. Характеристика основных классов. Роль в природе и жизни человека
Содержание:
Тип Хордовые— это самая многочисленная и развитая в эволюционном плане группа живых организмов. Тип насчитывает 50 тыс. представителей, отличающиеся строением и образом жизни. Виды образуют популяции, которые заняли все экологические ниши, существующие на Земле. Их местом обитания служит водная среда, суша, воздушные просторы. Они достигли наиболее высокого уровня организации, поэтому заслуживают особого внимания.
Хордовые животные: особенности, классификация
В тип Хордовые включены животные, которые имеют осевой скелет или хорду.
Классификация типа Хордовые
Представители типа обладают следующими характерными чертами:
На заметку:Каждый класс обладает конкретными чертами развития, особым строением внутренних органов, связанных с уровнем эволюционного процесса и особенностями среды обитания.
Наиболее общие черты типа Хордовых представлены на рисунке 1:
Основные признаки типа Хордовых:
Характеристика основных классов
Класс Головохордовые
Характерный представитель класса Головохордовых – это ланцетник. Он стоит на низшей ступени эволюционной лестницы в типе Хордовые, проявляя примитивные признаки типа. Известно 20 видов ланцетников, обитающих в морях умеренных и теплых широт. Они ведут придонный образ жизни, зарываясь в песок.
Ланцетник представляет собой полупрозрачное животное с торпедовидной формой тела длиной 5-8 см и хвостовым плавником в форме ланцета. По бокам расположены парные брюшные складки. Ланцетника характеризуют следующие особенности строения:
На рисунке 2 представлено строение ланцетника:
Значение Головохордовых в природе состоит в фильтрации морской воды и регуляции численности планктона. Ланцетник представляет собой одно из звеньев в цепи питания.
Надкласс Рыбы
Первые представители этого надкласса появились в силуре-девоне и обладали наружным скелетом. От бесчелюстных предков образовались современные отряды рыб. Систематика насчитывает 20 000 экземпляров надкласса.
Рыбы образовались благодаря следующим ароморфозам (повышением уровня организации):
Схема «Классификация надкласса рыбы»
Надкласс Рыбы представлен водными обитателями, которые приспособлены к жизни в пресной и морской воде.
Характерные особенности развития:
Внутреннее строение представителей рыбного царства:
Таблица «Сравнительная характеристика систематических групп костных рыб»
В качестве примера — один из распространенных представителей костных рыб:
Рыбы как класс выполняют определенную роль в природе и деятельности человека:
Класс Земноводные
Для движения на суше укрепился скелет, сформировалась крепкая опорно-двигательная система, появились трубчатые кости. Началось развитие дополнительного кроветворного органа, которым выступает красный костный мозг. Второй круг кровообращения привел к усложнению строения сердца: оно становится трехкамерным, но кровь к органам поступает смешанная: венозная и артериальная (наблюдается дефицит кислородного питания).
Наряду с прогрессом наблюдаются признаки примитивизма. Температура тела связана с температурой окружающей среды. При похолодании животные становятся малоподвижными и менее подвижными, находятся в стадии оцепенения. При потеплении их активность заметно возрастает. Ранние стадии амфибий развиваются в водной среде. В воду попадают икринки, из которых вырастают личинки-головастики, похожие по строению на ланцетников и рыб.
На заметку:Земноводные не способны полностью оторваться от водной среды, их строение, размножение пока во многом зависят от наличия влаги. Они способны покидать водоемы на некоторое время, но полностью существовать без воды не могут.
Класс составляет 3 900 видов, которые разделены на 3 отряда:
Земноводные отличаются от рыб рядом особенностей внешнего и внутреннего строения:
На заметку:За счет поступления к клеткам смешанной крови, образуется дефицит кислорода. Проблема решается за счет поступления элемента через кожу, покрытой слизью. В слизи растворяется до 65% кислорода, который попадает в организм и питает клетки.
Отряды земноводных обладают специфическими чертами, поэтому их сложно спутать между собой.
Особенности внешнего и внутреннего строения класса Земноводных (Рис. 1)
Земноводные являются промежуточным звеном в пищевой цепи и выполняют следующую роль:
Класс Пресмыкающиеся (рептилии)
Берет свое начало в мезозое и связан с появлением первых динозавров. Это промежуточное звено между птицами и млекопитающими. Систематики насчитали 6 000 видов особей этого класса. Они вынуждены «появиться на свет», поскольку в мезозойскую эру произошло изменение климата. На Земле потеплело и уменьшилось количество водоемов и болот. Наряду с земноводными появились динозавры, у которых возникли благоприятные для эволюции приспособления или ароморфозы.
Ароморфозы у пресмыкающихся:
Класс пресмыкающихся делится на отряды:
Сравнительная характеристика пресмыкающихся
Обладают характерными внешними чертами:
К сведению:Особым устройством отличается скелет черепах. У них образован панцирь, который состоит из костных пластинок и выполняет защитную функцию. Верхняя его часть представляет собой карпакс, а нижняя – это пластрон. Пластрон образует единое целое с грудной костью, ключицей и брюшными ребрами, поэтому черепаха не может «выпрыгнуть» из своего домика.
Внутреннее строение рептилий (Рис. 2)
Пресмыкающиеся играют определенную роль в природеи влияют на жизнь человека:
Класс Птицы
Класс Птицы наиболее многочисленный и насчитывает около 9 000 видов. Первоптица или археоптерикс появилась в мезозое. Она существенно отличалась от современных поколений пернатых, но некоторые общие черты демонстрировали ее принадлежность к этому классу:
На этом фоне просматривалась теплокровность, интенсивные обменные процессы, воздушные мешки, необходимые для перелетов на небольшие расстояния. Сложные инстинкты и забота о потомстве довершали картину.
Возникновение класса Птиц – это новый ароморфоз или подъем на очередную ступень эволюции. Прогресс состоит:
При этом сохранились некоторые признаки предков:
Следует отметить и ряд идиодаптаций – конкретных приспособлений, связанных с перелетом:
Птицы делятся на три надотряда:
Классификация надотрядов птиц
Птицы делятся по характеру миграций на оседлых, кочующих и перелетных. Оседлые выбирают определенное местообитание и не улетают далеко от своих гнездовий (синицы, поползни, голуби). Кочующие могут покидать места гнездовий (грачи, снегири, клесты). Перелетные улетают от «места жительства» за тысячи километров, что связано с изменением климата (неблагоприятные условия для жизни). Весной они возвращаются из теплых стран на прежние места (утки, лебеди, аисты).
Причины перелетов:
Внутренне строение птиц на примере голубя (Рис. 3):
Особенности строения представителей класса Птицы
Признак
Особенности
Форма тела
Обтекаемая
Покров
Сухая кожа, покрытая роговыми перьями
Виды перьев
Контурное — создает форму тела и помогает при полете. Пуховое перо и пух — сохраняют тепло
Скелет
Легкий и прочный за счет срастания костей (кисти, таза, черепа) и воздушных полостей внутри них. Летальные мышцы крепятся к килю
Мышцы
Большие грудные (опускают крылья) и подключичные (поднимают крылья)
Пищеварительная система
Переваривание пищи за 2-3 часа (быстрый обмен веществ для поддержания постоянной температуры тела)
Клюв → глотка → пищевод (с зобом) → желудок (мускульный и железистый отделы) → кишечник → клоака
Дыхательная система
Ячеистые легкие и дополнительные воздушные мешки в полости тела и костей — для улучшения газообмена и защиты от перегрева. дыхание двойное
Кровеносная система
Четырехкамерное сердце (два предсердия и два желудка), два круга кровообращения
Нервная система
Хорошо развит мозжечок. Развиты полушария переднего мозга (сложное поведение, инстинкты)
Размножение
Оплодотворение внутреннее, самка откладывает яйцо, содержащее запас питательных веществ для зародыша и защищенное известковой скорлупой и подскорлуповой оболочкой
Развитие
Образование пар → гнездование → откладывание яиц (от1-2 до 15-20 шт.) → насиживание яиц → забота о потомстве
В природе птицы активно участвуют в жизни растений: органичивают их рост, помогают распространять плоды и семена, участвуют в опылении цветковых растений. Участвуют в пищевой цепочке, питаясь беспозвоночными и грызунами и сами служат пищей для хищников.
Для человека птицы представляют эстетический и научный интерес. Домашние и промысловые пернатые снабжают мясом, пухом, яйцами. Птичий помет является прекрасным органическим удобрением. Хищные и насекомоядные птицы борются с вредителями в лесах и на с/х полях.
Класс Млекопитающих
Это самый молодой и развитый класс, который прошел параллельный эволюционный путь наряду с насекомыми и цветковыми растениями. Включает около 4 000 видов и распространен по всему земному шару.
Обладает следующими характерными чертами:
Класс Млекопитающих «получил в наследство» новые черты и сохранил некоторые признаки представителей других классов. Они появились в мезозойскую эру и сразу заняли лидирующие позиции по выживанию благодаря следующим ароморфозам:
Сохранились некоторые признаки, присущие другим классам, что говорит о эволюционной преемственности:
Внутреннее строение отличается следующими характерными чертами:
Признак
Особенности
Функции
Покровы тела
Кожа прочная и эластичная, есть сальные и потовые железы. Волосяной покров состоит из жестких остевых волос и мягких тонких волос подшерстка, вырастающих из волосяных луковиц в коже. Когти ногти или копыта на концах пальцев
Защита от механических и термических повреждений
Скелет
1. Череп (мозговая и лицевая части)Скелет
Защита головного мозга, захват и измельчение пищи
2. Позвоночник — 7 шейных позвонков; 12-15 грудных (к ним прикреплены ребра, соединенные спереди с грудиной, — грудная клетка), 2-9 поясничных позвонков, 3-4 крестцовых, хвостовые позвонки (количество зависит от длины хвоста)
Опора тела
3. Пояс передних конечностей (две лопатки и две ключицы)
Связь конечностей с позвоночником
4. Пояс задних конечностей (три пары сросшихся тазовых костей)
Связь конечностей с позвоночником
5. Скелеты конечностей (строение зависит от условий жизни)
Обеспечение движения
Мышцы
Особенно развиты мышцы спины, поясов конечностей и конечностей
Ротовая полость (зубы, язык, слюнные железы) → глотка → пищевод → желудок → кишечник (тонкий, толстый отделы и прямая кишка, в него впадают протоки поджелудочной железы и печени) → анальное отверстие
Все раздельнополые, большинство (кроме яйцекладущих) вынашивают детенышей в матке, а зародыш прикрепляется к стенке плацентой. Детенышей выкармливают молоком, образующимся в млечных железах. Проявляют заботу о потомстве
Внутреннее строение млекопитающих на примере кошки показано на рисунке:
Класс Млекопитающих делится на подклассы, исходя их особенностей строения:
Млекопитающие входят в состав биогеоценозов и образуют сложные пищевые цепочки. Помогают распространять семена, восстанавливая растительность. «Подземные жители» рыхлят почву, сохраняя ее структуру и обогащая состав питательными компонентами и кислородом. Растительноядные особи регулируют численность растительности. Хищники являются «санитарами», уничтожая наиболее слабых животных в популяции.
Для человека млекопитающие – источник питания. Они дают мясо, кожу, жир. Их используют для тестирования и производства лекарств. Имеют научное и эстетическое значение. Являются объектами спортивной охоты. Хищники способны нападать на домашний скот. Грызуны уничтожают посевы с/х культур. Относятся к основным и промежуточным хозяевам паразитов, распространяя гельминтов.
Животный мир богат и разнообразен. Он создавался тысячелетиями и в процессе веков повышался уровень организации живых существ. Возникали новые, наиболее приспособленные формы организмов. Совершенствовались органы и системы органов. Человеку повезло: он способен видеть огромный и богатый, яркий и необычный мир живых существ, которые населяют зеленую планету под названием Земля.
(1)Эволюция птиц сопровождалась крупными изменениями в строении, существенно повышающими их уровень организации. (2)Наличие оперения, четырёхкамерное сердце и теплокровность позволили им расселиться повсеместно на Земле. (3)Многие птицы приспособились к разным условиям обитания. (4)У водоплавающих птиц выделяется секрет копчиковой железы, который делает перо ненамокаемым и сохраняет тело в тепле. (5)Плавательная перепонка между пальцами и особая форма клюва помогают им плавать и добывать пищу в воде. (6)Хорошо развитые полушария переднего мозга и мозжечок обусловливают сложное поведение птиц, заботу о потомстве, и координацию сложных движений.
5098. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания идиоадаптаций. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
5154. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания общей дегенерации. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
5322. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых приведены эмбриологические доказательства эволюции. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
(1)Доказательством эволюции считается сходство организмов разных крупных таксонов на определённых стадиях зародышевого развития. (2)Примером можно считать геномы хордовых животных. (3)У всех хордовых на определённой стадии зародышевого развития кровеносная система имеет один круг кровообращения, а в глотке формируются жаберные щели. (4)В процессе эволюции у хордовых животных образовались гомологичные органы. (5)Закладывающийся на ранних стадиях онтогенеза позвоночник имеет хвостовой отдел у всех позвоночных, однако у некоторых он потом редуцируется. (6)Количество отделов мозга у человека такое же, как у всех млекопитающих, что тоже свидетельствует об их эволюционном родстве.
5350. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых приведены эмбриологические доказательства эволюции. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
(1)Доказательством эволюции считается сходство организмов разных крупных таксонов на определённых стадиях зародышевого развития. (2)Примером можно считать геномы хордовых животных. (3)У всех хордовых на определённой стадии зародышевого развития кровеносная система имеет один круг кровообращения, а в глотке формируются жаберные щели. (4)В процессе эволюции у хордовых животных образовались гомологичные органы. (5)Закладывающийся на ранних стадиях онтогенеза позвоночник имеет хвостовой отдел у всех позвоночных, однако у некоторых он потом редуцируется. (6)Количество отделов мозга у человека такое же, как у всех млекопитающих, что тоже свидетельствует об их эволюционном родстве.
5406. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых приведены биогеографические доказательства эволюции. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
(1)Сравнение закономерностей возникновения и распространения организмов, живущих на разных континентах. (2)Конвергентные сходства у неблизкородственных организмов, обитающих на разных континентах в одинаковых условиях среды. (3)Сравнение млекопитающих Австралии и их аналогов, обитающих в Южной Америке. (4)Нахождение сходств в зародышевом развитии позвоночных животных. (5)Наличие рудиментарных органов и атавизмов у позвоночных животных. (6)Наличие видов-эндемиков.
5490. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых охарактеризованы идиоадаптации. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
5602. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых охарактеризованы идиоадаптации. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какой признак не считают ароморфозом у млекопитающих?
Эволюция
Заполните пропуски в тексте.
Ароморфоз, идиоадаптация и являются путями эволюционного процесса.
Биологический прогресс характеризуется численности особей, ареала вида, скорости видообразования.
Биологический регресс характеризуется чертами.
Направления эволюции
Распределите организмы по группам: биологический прогресс и биологический регресс.
Биологически прогресс
Биологический регресс
Теории возникновения жизни на Земле
Выделите мышкой 5 слов, которые относятся к теориям возникновения жизни.
1. Направления эволюционного процесса.
2. Морфофизиологические изменения, повышающие уровень организации.
3. Биологический регресс.
4.Создал учение о главных направлениях и путях эволюции.
5. Крупные систематические таксоны.
Направления эволюции
Общая дегенерация
Отсутствие органов пищеварения у плоский червей
Биологический прогресс
Эволюция
Решите кроссворд на тему «Биологический прогресс и регресс».
Процесс ___(7)___идёт ___(6)___ в направлении ___(1)___приспособления живых организмов, т. е. происходит возрастание приспособленности потомков по сравнению с предками. Советский учёный ___(3)___ назвал этот процесс биологическим ___(2)___. Постоянное возрастание приспособленности организмов сопровождается ___(4)___ численности и более широким распространением ___(5)___ в природе.
Пути эволюции
Распределите примеры путей эволюции по группам: ароморфоз, биологический регресс, идиоадаптация.
Биологический регресс
Идиоадаптация
Идиоадаптация
Подчеркните утверждения, которые описывают идиоадаптацию.
1. Самый многочисленный надкласс современных хордовых животных – рыбы
2. В процессе эволюции они приобрели множество частных приспособлений к жизни в гидросфере Земли
3. У рыб глубоководных сообществ имеются биолюминесценция и приспособление к обитанию в условиях высокого давления
4. Многие придонные рыбы, такие как скаты, камбалы и палтусы, имеют плоскую форму тела
5. С появлением челюстей у их древних предков – бесчелюстных рыб существенно повысился уровень организации первых древних позвоночных
6. Первые челюстные рыбы появились в конце ордовика и получили большое распространение в девоне, который назвали «эпохой рыб»
Общими признаками всех рыб является наличие обтекаемой формы тела, жизнь в воде. Тело подразделяется на голову, туловище и хвост. Хорошо развиты органы чувств: зрения, обоняния, слуха, осязания, равновесия.
Ароморфозы рыб
Рыбы отличаются от предшествующих эволюционных форм новыми, прогрессивными чертами строения, которые повысили их уровень организации. Давайте их перечислим.
Образуются предшественники конечностей, плавники, парные придатки тела, обособленные от туловища и головы, приводимые в движение мускульной силой.
У рыб хорда редуцируется, на ее месте формируется позвоночник. У хрящевых рыб позвоночник в течение всей жизни имеет хрящевое строение, а у костных рыб позвоночник окостеневает: он представлен костной тканью.
Обратите особое внимание, что в скелете хрящевых ганоидов (осетровых рыб) хорда сохраняется на всю жизнь.
Костные рыбы
Для большинства костных рыб характерен костный скелет, наличие жаберных крышек, прикрывающих жабры. Жаберные лепестки расположены непосредственно на жаберных дугах, имеется плавательный пузырь. Оплодотворение наружное.
Большинство видов костных рыб (90%) относятся к костистым рыбам. Для большей части костистых рыб характерно непрямое развитие (с метаморфозом).
Форма тела обтекаемая, рыбообразная, за счет чего снижается трение о воду. Поверхность тела покрыта налегающими друг на друга (подобно черепице) чешуйками.
В коже находится множество желез, которые секретируют слизь, покрывающущю все тело рыбы, благодаря чему снижается трение о воду. Из-за слизи пойманную рыбу тяжело удержать в руках, она выскальзывает.
Позвоночник состоит из двух отделов: туловищного и хвостового. В центре каждого позвонка имеется отверстие. Прилегая друг к другу, отверстия позвонков вместе соединяются в единый спинномозговой канал, в котором лежит спинной мозг.
Скелет грудных плавников соединен с позвоночником костями плечевого пояса, в отличие от скелета брюшных плавников, который не сочленяется с позвоночником. Имеются жаберные крышки, снаружи прикрывающие жаберные щели (у хрящевых рыб жаберные крышки отсутствовали, 5 жаберных щелей открывались каждая в отдельности наружу.)
Полость тела вторичная (целом).
Мышечная система сегментируется, что выражается в возникновении отдельных (дифференцированных) мышечных пучков. Наиболее ярким примером дифференцировки являются мышцы ротового аппарата и парных плавников.
Состоит из ротовой полости, глотки, продолжающейся в пищевод, желудка, толстого и тонкого кишечника. У многих рыб в ротовой полости имеются язык и острые зубы, расположенные на челюстях. Зубы предназначены не для механического измельчения пищи, а в основном для схватывания и удержания добычи. Слюнные железы отсутствуют, имеются вкусовые рецепторы.
Глотка тесно связано не только с пищеварительной, но и с дыхательной системой: здесь располагается жаберный аппарат рыб. С помощью жабр они приспособились забирать из воды растворенный в ней кислород и насыщать им кровь, откуда кислород поступает ко внутренним органам и тканям.
Процесс дыхания осуществляется благодаря тому, что вода через ротовое отверстие попадает в глотку. Вследствие движений жаберной крышки вода из ротоглоточной полости втягивается в боковую жаберную полость, омывая жабры. В результате газообмена в кровь рыбы поступает кислород, а углекислый газ покидает ее и растворяется в воде.
Как и хрящевые, костные рыбы имеют один круг кровообращения. Сердце двухкамерное, состоит из одного предсердия и одного желудочка. Запомните, что в сердце у рыб кровь венозная. Она накачивается сердцем в жабры, где происходит ее насыщение кислородом, после чего кровь становится артериальной.
Артериальная кровь направляется к внутренним органам и тканям, движется кровь внутри сосудов: кровеносная система замкнутого типа.
У всех хордовых нервная система трубчатого типа. Головной мозг состоит из продолговатого, среднего мозга, мозжечка, промежуточного и переднего мозга.
Развитие одних и тех же отделов у разных классов хордовых неодинаково, что мы с вами отчетливо увидим по мере изучения данного раздела. Я рекомендую вам обратить на данную тему особое внимание.
Также хорошо выражен (развит) мозжечок, который отвечает за координацию движений и ориентацию тела в пространстве. Это связано со сложными перемещениями рыбы, которая «парит как птица» только не в воздушной, а в водной среде. От головного мозга берут начало 10 пар черепно-мозговых нервов.
Органы зрения приспособлены к водной среде: хрусталик имеет шарообразную форму. Роговица плоская, аккомодация (настройка глаза на наилучшее видение объекта) происходит только благодаря перемещению хрусталика.
Рыбы хорошо видят лишь на близком расстоянии. Имеются органы вкуса на коже и нижней челюсти, а также органы обоняния, открывающиеся в ротовую полость.
Развитие у большинства рыб (костистые рыбы) непрямое, с метаморфозом. Запомните, что процесс выметывания икры и ее последующего оплодотворения называется нерест, он носит сезонный характер. У пресноводных рыб нерест происходит весной, в это время строго запрещена ловля рыбы.
Плавательный пузырь
Этот орган характерен исключительно для костных рыб: у хрящевых рыб (акулы, скаты) он отсутствует. Плавательный пузырь представляет собой воздушный мешок, заполненный смесью газов: азотом, кислородом, углекислым газом.
При заполнении газом пузырь расширяется: это меняет удельный вес рыбы, он понижается и рыба всплывает. Обратная схема происходит при уменьшении пузыря. Но откуда появляется газ, которым наполняется пузырь, если рыба обитает в воде? Отвечая на этот вопрос, отметим, что все рыбы делятся на два типа: открытопузырные и закрытопузырные.
У открытопузырных рыб плавательный пузырь сообщается с пищеварительной системой. Они в течение всей жизни поднимаются к поверхности воды и заглатывают воздух, по мере необходимости они могут освобождаться от газов, выдавливая их через глотку, а затем рот в окружающую среду. К таким рыбам относятся сельдеобразные, щукообразные, карпообразные, двоякодышащие.
Закрытопузырные рыбы имеют пузырь, не сообщающийся с пищеварительной трубкой. Газы в него поступают благодаря газовой секреции: они переходят из растворенного (в крови) состояния в газообразное, заполняя пузырь. Когда пузырь уменьшается газы вновь растворяются в крови, возвращаясь в кровеносное русло. К таким рыбам относятся: трескообразные, окунеобразные, кефалеобразные.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
